晶闸管式电源的脉冲与矩形波交流弧焊

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：矩形波交流弧焊电源可分为逆变器式、晶闸管电抗器式和数字开关式三种。这里仅介绍晶闸管电抗器式矩形波交流弧焊电源。图1-2-26 晶闸管电抗器式矩形波交流弧焊电源原理及其矩形交流波形图a）矩形波交流弧焊电源原理图 b）矩形交流波形

1.晶闸管式脉冲弧焊电源基本原理及其特点

以晶闸管作为开关产生脉冲波形，称为晶闸管式脉冲弧焊电源，可分为给定值式和断续器式两种。

（1）晶闸管给定值式脉冲弧焊电源它的主电路和控制电路工作原理与晶闸管式弧焊整流器基本相同，如图1-2-25a所示。二者的不同点是：恒流特性时，后者的给定值U_gi和主电路输出电流均为直流；而前者U_gi和输出电流均为脉冲。当给定电压为高幅值时，主电路输出高幅值脉冲电流；当给定电压为低幅值时，主电路输出基本电流。平特性时，脉冲式给定值U_gu，输出电压脉冲。特点如下：

1）输出的脉冲电流波形为方波或带前沿尖峰的方波。

2）脉冲、基本电流都由同一电源供给，是一体式脉冲弧焊电源。

3）脉冲频率、脉冲、基本电流幅值、脉宽比等均可无级调节，操作方便。

4）脉冲频率调节范围较小，一般为0.2～10Hz，比较适用于钨极氩弧脉冲焊接。

5）易于实现直流和脉冲两用，控制线路比较复杂，不易维修。

（2）晶闸管断续器式脉冲弧焊电源由晶闸管式弧焊整流器和断续器两部分组成。

晶闸管断续器在脉冲弧焊电源中所起的本质作用，相当于功率电子开关，把直流弧焊电源供给的连续直流电流切断为周期性间断的脉冲电流。

焊接电流一般都比较大，从几十安到几百安。在大电流回路中，晶闸管的工作具有“开易关难”的特点。常用如下两种方法使晶闸管关断：(https://www.chuimin.cn)

1）使阳极电流低于维持电流或切断阳极电流，晶闸管就由导通变为关断，仅用于低频电路。

2）在阳极和阴极之间加反向电压，强迫关断晶闸管。采用可关断晶闸管，门极加负信号使其关断。

按晶闸管断续器放在交流或直流侧的不同，可分为交流断续器和直流断续器两类。

2.晶闸管式矩形波交流弧焊电源

矩形波交流电流与正弦波比较，除电流过零点时上升与下降率高的特点外，这里还通过电子控制，使正、负半波通电时间比和电流比值均可自由调节，适合用于要求较高的铝及其合金的钨极氩弧焊，电弧稳定，电流过零点时重新引弧容易，不必加稳弧器；通过调节正、负半波通电时间比，在保证阴极雾化作用下增大正极性电流，可获得最佳熔深，提高生产率和延长钨极寿命；不必加消除直流分量装置；还可用于碱性焊条电弧焊、埋弧焊，电弧稳定，焊缝成形良好，无磁偏吹，接头性能好。应用范围日益广泛。

矩形波交流弧焊电源可分为逆变器式、晶闸管电抗器式和数字开关式三种。

这里仅介绍晶闸管电抗器式矩形波交流弧焊电源。它的基本结构和原理与前述的交直流两用硅弧焊整流器类似，只不过用晶闸管桥取代硅整流桥，且波形更理想，如图1-2-26所示，通过晶闸管桥的开关和直流电抗器的储能作用，把正弦波交流电流转变成矩形波交流电流。

图1-2-26 晶闸管电抗器式矩形波交流弧焊电源原理及其矩形交流波形图

a）矩形波交流弧焊电源原理图 b）矩形交流波形

晶闸管式电源的脉冲与矩形波交流弧焊

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